von anders am Sonntag 11. Januar 2004, 14:38
Beide dienen dazu mechanische Antriebe in eine bestimmte Position zu bringen.
Den Antrieb mit Schrittmotor findet man vorwiegend in digitalen Steuerungen, während sich ein Servomotor gut für analoge Schaltungen eignet.
Die Beschreibung von Schrittmotoren findest Du millionenfach im Internet.
Prinzipiell hüpft dabei der Anker des Motors vom Pol eines Elektromagneten zum Pol eine anderen.
Die Elektromagnete werden nacheinander von Schaltern versorgt, und um die Position des Antriebs festzustellen musst Du nur die Schritte zählen, die Der Motor in der einen oder anderen Richtung ausgeführt hat.
Servomotore bestehen aus einem Gleichstrom oder Wechselstrommotor hoher Qualität, der mit einem Potentiometer verbunden ist.
Die Ausgangsspannung (Istwert) des Servo-Potentiometers entspricht der Position des Antriebs.
Man kann nun einen Verstärker so zwischen das Istwert-Potentiometer und ein weiteres Sollwert-Potentiometer schalten, das durch die Differenz zwischen Istwert und Sollwert der Motor vorwärts oder rückwärts gedreht wird bis beide Werte genau gleich sind.
Servomotore können meist viel schneller positionieren, aber es gibt weitere, für die Praxis wichtige, Unterschiede:
Wenn eine vorübergehende mechanische Hemmung eintritt, dann kann es passieren, daß der Schrittmotor sich verstolpert, und der Inhalt des Positionszähler nicht mehr mit der Lage des Antriebs übereinstimmt. Das passiert auch regelmäßig beim Einschalten, da auch dann nicht bekannt ist, ob der Motor bei Schritt 3, 7, 11, oder 4939 steht.
Man behebt das in der Regel, indem man den Antrieb nach dem Einschalten langsam und vorsichtig zu einem Endschalter fährt. Dort angekommen, wird der Positionszähler auf 0 gesetzt.
Ein Antrieb mit Servomotor hingegen "weiß" stets wo er ist. Störungen in der Bewegung gleicht der Regler, der den Soll-Ist-Vergleich durchführt sofort aus.
Der große Nachteil der Servoantriebe ist, daß die Genauigkeit durch das Potentiometer begrenzt ist. Schritte zu zählen hingegen geht beliebig genau.
Aus diesem Grund gibt es Mischformen.
So kann man z.B. die Welle eines Servomotors mit einer optischen Strichscheibe versehen, die über eine Lichtschranke z.B. 4096 Impulse pro Umdrehung liefert. Damit läßt sich eine Feinpositionierung wie beim Schrittmotor machen, aber mit viel höherer Auflösung. Die Grobpositionierung erfolgt entweder auch über ein Potentiometer oder, wie oben beschrieben, über einen Endschalter.
Auch Strichscheiben mit mehreren Skalen werden verwendet, sodaß auch innerhalb einer Umdrehung die Position des Motors genau festgestellt werden kann.